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江苏省盐城市响水中学2023-2024学年高二下学期期中物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份江苏省盐城市响水中学2023-2024学年高二下学期期中物理试题（原卷版+解析版），文件包含江苏省盐城市响水中学2023-2024学年高二下学期期中物理试题原卷版docx、江苏省盐城市响水中学2023-2024学年高二下学期期中物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共23页， 欢迎下载使用。
考生注意：
1、本试题分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，共6页
2、满分100分，考试时间为75分钟
第Ⅰ卷
一、单项选择题：（每小题只有一个选项符合题意，每小题4分，共44分
1. 磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，比靠摩擦力刹车更稳定。如图为该新型装置的原理图（从后面朝前看），过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正确的是（ ）
A. 磁力刹车利用了电流的磁效应
B. 磁力刹车属于电磁驱动现象
C. 磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能
D. 过山车的质量越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．磁力刹车过程会产生涡流，属于电磁感应现象，并非是电流的磁效应，也不属于电磁驱动现象，选项A、B错误；
C．磁力刹车的过程中，铜片穿过磁铁时产生涡流，在磁场中受到安培力作用，阻碍过山车的运动，故磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能，选项C正确；
D．过山车的速度越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大，和质量无关，选项D错误。
故选C。
2. 如图所示为振荡电路中电容器的极板所带的电荷量随时间变化的曲线，下列判断正确的是（ ）
A. 在b和d时刻，电路中电流最小
B. 在时间内，电场能转变为磁场能
C. a和c时刻，电场能为零
D. 在和时间内，电容器被充电
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．在b、d两时刻，电荷量为零，故电场能为零，故电流最大，磁场能最大，故A错误；
B．在时间内，电荷量减小，电场能转变为磁场能，故B正确；
C．a、c时刻，电荷量最大，此时电场能最大，故C错误；
D．在时间内，电荷量在增加，故电容器被充电，而在时间内，电荷量在减小，电容器在放电，故D错误。
故选B。
3. 研究表明，两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，如图中虚线所示，分子间作用力的合力随分子间距变化的关系如图中实线所示。关于分子间的作用力和分子势能，下列说法正确的是（ ）
A 分子间距增大，斥力减小，引力增大
B. 由图可知，当分子间的距离为时分子间作用力合力为0，所以此时分子的势能为0
C. 当分子间的距离时，减小分子间距离，分子间作用力做负功，分子势能增加
D. 当分子间的距离时，增大分子间距离，分子间作用力做正功，分子势能减少
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．当分子间距增大时，引力和斥力均减小，故A错误；
B．由图可知，当分子间的距离为时分子间作用力合力为0，但此时分子势能为负值，是最小值但不为0，故B错误；
C．当分子间的距离时，分子力表现为斥力，减小分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，故C正确；
D．当分子间的距离时，分子力表现为引力，增大分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，故D错误。
故选C。
4. 5G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G网络．5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前4G及以下网络（通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10G bps（bps为bits per secnd的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50-100倍．关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是
A. 在真空中的传播速度更快
B. 在真空中的波长更长
C. 衍射的本领更强
D. 频率更高，相同时间传递的信息量更大
【答案】D
【解析】
【详解】A、无线电波（电磁波）在真空的传播速度与光速相同，保持不变，其速度与频率没有关系，故A错误；
BC、由公式可知：，频率变大，波长变短，衍射本领变弱，故BC错误；
D、无线电波（电磁波）频率越高，周期越小，相同时间内可承载的信息量越大，故D正确．
5. 如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，、是两个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，时刻断开开关S。、分别表示灯泡和中的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】当S闭合时，L的自感作用会阻碍通过其本身的电流变大，电流从流过，当L的阻碍作用变小时，L中的电流变大，中的电流变小至零；中的电流为电路总电流，电流流过时，电路总电阻较大，电流较小，当中电流为零时，电流流过L与，总电阻变小，电流变大至稳定。当S断开时，马上熄灭，与L组成回路，由于L的自感作用，闪亮后慢慢熄灭，电流反向且减小，BCD错误， A正确，故选A。
6. 如图所示，固定的水平长直细导线中通有方向向右的恒定电流I，一矩形金属线框位于竖直平面内紧靠导线但不接触，若线框从图中实线位置由静止释放，在下落到虚线位置的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 穿过线框内的磁通量变小
B. 线框所受安培力的方向始终竖直向上
C. 线框中感应电流方向先是逆时针后变为顺时针
D. 线框的机械能守恒
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．由图示可知，线框下落过程中，穿过线框的磁通量先减小、然后再增大，故A错误；
B．在整个过程中，线框一直下落，为阻碍线框的下落，由楞次定律可知，线框受到的安培力一直向上，线框所受安培力方向不变，故B正确；
C．由右手定则可知，在导线上方磁感应强度向外，在导线下方，磁感应强度向里，开始磁场方向向外，磁通量减少，由楞次定律可得，感应电流沿逆时针方向，后来原磁场方向向里，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，感应电流方向不变化，故C错误；
D．在线框进入或离开磁场过程中，线框中产生感应电流，机械能转化为电能，线框的机械能减小，故D错误。
故选B。
7. 概率统计的方法是科学研究中的重要方法之一，以下是某一定质量的氧气（可看成理想气体）在0℃和100℃时统计出的速率分布图，由图像分析以下说法正确的（ ）
A. 其中某个分子，100℃时速率一定比0℃时要大
B. 100℃时图线下对应的面积比0℃时要小
C. 如果两种情况气体的压强相同，则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时少
D. 如果两种情况气体的体积相同，则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数与0°C时相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，100℃时的分子速率有时比0℃时要小，故A错误；
B．速率分布曲线的面积的意义，就是将每个单位速率的分子数占总分子数的百分比进行累加，累加的结果都是1，面积相等，故B错误；
C．如果两种情况气体的压强相同，由于100℃时分子的平均动能比较大，所以单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时少，故C正确；
D．如果两种情况气体的体积相同，则气体分子数密度相同，温度高时分子的平均动能大，则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时多，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接定值电阻R。金属杆ab在导轨上以速度v0水平向左匀速运动，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。该磁场区域也以速度v0匀速地向右运动，当金属杆刚进入磁场时，杆中产生的感应电动势的大小为（ ）
A. 0B. Bdv0C. 2Bdv0D. 4Bdv0
【答案】C
【解析】
【详解】金属杆进入磁场时，相对磁场的速度为2v0，则杆中产生的感应电动势为
故选C。
9. 一端开口，另一端封闭的玻璃管内用水银封住一定质量的气体，保持温度不变，将管子以封闭端为圆心，从水平位置逆时针转到开口向上的竖直位置过程中，如图所示，正确描述气体状态变化的图象是（ ）。
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】玻璃管以封闭端为圆心，从水平位置逆时针转到开口向上的竖直位置过程中，理想气体的压强增大，由理想气体等温变化
可知：在温度不变的情况下，压强增大，体积会减小，故理想气体作的是等温压缩。结合图像，ABD选项都是等温膨胀，只有C选项是等温压缩，故ABD错误，C正确。
故选C。
10. 我校学生利用地磁场探究交变电流的规律，矩形线圈在地磁场中匀速转动，转轴在线圈平面内，转轴且是线圈对称轴，转轴沿东西放置，产生的交流电如图，已知地磁场斜向下，则（ ）
A. 0时刻线圈平面在水平面内B. 时刻线圈在水平面内
C. 仅增加转速电流峰值减小D. 仅将转轴南北放置电流峰值减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，0时刻感应电流最大，则感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律可知，此时的磁通量变化率最大，即此时磁通量为0，所以此时线圈处于与磁场方向平行的平面，A错误；
B．由图可知，时刻感应电流为0，则感应电动势为0，由法拉第电磁感应定律可知，此时的磁通量变化率为0，即此时的磁通量最大，所以此时线圈处于与磁场方向垂直的平面，B错误；
C．若仅增加转速，线圈产生的感应电动势的最大值增大，由闭合电路欧姆定律可知，感应电流的最大值也增大，C错误；
D．若仅将转轴南北放置，只有地磁场的竖直分量穿过线圈，即磁通量的最大值减小，所以线圈产生的感应电动势最大值减小，由闭合电路欧姆定律可知，感应电流的最大值减小，D正确。
故选D。
11. 右图是一个测量分子速率分布的装置。圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的某指定温度的银原子蒸气穿过屏上s缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。一段时间后，展开的薄膜上银原子的分布最接近下图中的（ ）
A. B.
C D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据气体分子速率分布规律可知速率很大和速率很小的分子比例较小，而速率中等的分子比例较大。根据圆筒转动的情况可知，速率越大的银原子所到达的位置越靠近M，速率越小的银原子所到达的位置越靠近N，速率中等的银原子所到达的位置分布在Q点附近。所以M和N附近银原子分布较少，Q点附近银原子分布较多。
故选A。
二、实验题（每空3分共15分）
12. 用油膜法估测油酸分子的大小的实验步骤如下：
A.向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入爽身粉
B.将纯油酸加入酒精中，得到的油酸酒精溶液
C.把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为）
D.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积
E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓
F.按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
（1）上述步骤中，正确的顺序是___________（填步骤前的字母）。
（2）如图所示为描出的油酸膜轮廓，油酸膜的面积约为___________。
（3）已知50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为___________m（保留两位有效数字）。
（4）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于___________
A. 油酸未完全散开
B. 将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间
C. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
D. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
（5）用油膜法测出分子直径后，要测出阿伏加德罗常数，只需知道油滴的___________
A. 摩尔质量B. 体积C. 摩尔体积D. 密度
【答案】（1）BDAECF
（2）0.0224 （3）4.5×10-10
（4）AD （5）C
【解析】
【小问1详解】
根据实验思路可知，题中所述步骤中，正确的顺序是BDAECF。
【小问2详解】
数出油酸膜轮廓范围内的小方格共有56格，则油酸膜的面积约为
【小问3详解】
1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为
则油酸分子的直径约为
【小问4详解】
A. 油酸未完全散开，导致S偏小，油酸分子的直径计算结果偏大，故A正确；
B.若油酸酒精溶液长时间敞口放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯油酸体积偏小，则所测的分子直径d明显偏小，故B错误；
C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，根据公式
可知，一滴油酸酒精溶液中的纯油酸体积会偏小，这将导致纯油酸体积的计算值小于实际值，油酸分子的直径计算结果偏小，故C错误；
D．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致S偏小，油酸分子的直径计算结果偏大，故D正确。
故选AD。
小问5详解】
由油分子直径可以求出油分子的体积，只要知道了油的摩尔体积，由摩尔体积和油分子体积之比可以求1摩尔油所含有的油分子数目，即可以求出阿伏加德罗常数。
故选C。
三、解答题（共4题共41分）
13. 今有一质量为M的汽缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，空气柱长为L0(如图甲所示)，若汽缸按如图乙悬挂保持静止时，求气柱长度为多少？(已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变．)
【答案】
【解析】
【详解】对缸内理想气体，平放初态：p1=p0，V1=L0S ，悬挂末态：对缸体，
即
， V2=LS
由玻意耳定律：p1V1= p2V2，得：气柱长度为
14. 如图所示的电路中，电容器的电容C＝1 μF，线圈的自感系数L＝0.1 mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S拨至b，求：（g取10 m/s2，π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触）
（1）至少经过多长时间，油滴的加速度最大？
（2）当油滴加速度为何值时，LC回路中的磁场能最大？
【答案】（1）3.14×10－5 s；（2）10 m/s2
【解析】
【分析】
【详解】（1）当S拨至a时，油滴受力平衡，可知油滴带负电。
当S拨至b时，LC回路中有电流，其振荡周期为
T＝2π＝2×3.14×s＝6.28×10－5 s
当电容器恰好反向充电结束时，油滴所受静电力向下且最大，此时油滴受到的合力最大，加速度最大，至少经过的时间为
t＝＝3.14×10－5 s
（2）LC回路中的磁场能最大时，电流最大，电容器所带电荷量为0，油滴只受重力作用，油滴的加速度为
g＝10 m/s2
15. 如图所示，线圈的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，求：
（1）转动中感应电动势的最大值和有效值；
（2）电路中交流电流表的示数；
（3）线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值。
（4）线圈图示位置穿过线圈磁通量的变化率
【答案】（1）100V，；（2）；（3）；（4）0
【解析】
【详解】（1）由题意交流电的频率
角速度为
电动势的最大值为
感应电动势的有效值
（2）线圈电阻为，外接电阻，根据闭合电路欧姆定律，则交流表的示数为
（3）线圈由图示位置转过的过程中
这段时间内的平均值
（4）图示位置为中性面，从图示位置开始，穿过线圈的磁通量表达式为
图示位置穿过线圈的磁通量最大，其磁通量的变化率为零。
16. 如图所示，间距为的平行金属轨道均固定在竖直平面内，两轨道均由水平光滑直轨道和半径为的四分之一光滑圆弧轨道组成，圆弧轨道的最低点切线水平，水平轨道有一部分处在竖直向上的匀强磁场中，磁场的边界垂直于轨道，磁场边界间距也为，轨道端接有阻值为的定值电阻，磁场右侧轨道上固定有弹性立柱，两立柱连线与轨道垂直，一个质量为的金属棒从轨道的端由静止释放，金属棒穿过磁场后，与金属立柱碰撞无能量损失，此后，金属棒刚好能再次穿过磁场，金属棒和轨道电阻均不计，重力加速度为，求
（1）金属棒到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；
（2）磁感应强度B为多少？
（3）金属棒第一次穿过磁场的过程中，电阻产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题意可知从导体棒释放到达最低点的过程中，根据动能定理有
在圆轨道最低点合力提供向心力有
联立解得
，
根据牛顿第三定律可知金属棒对轨道的压力大小为
（2）由题意可知金属棒穿过磁场后，与金属立柱碰撞无能量损失，且金属棒刚好能再次穿过磁场，即再次穿过磁场时速度恰好为0，设两次穿越磁场的时间为t，流过电荷量为q，此过程中根据
，，
可得
对整个运动过程根据动量定理有
联立得
（3）设金属棒第一次穿出磁场时速度为v1，则根据动量定理有
所以金属棒第一次穿过磁场的过程中，根据能量守恒有
联立两式结合（2）的结果可得：
考生注意：
1、本试题分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，共6页
2、满分100分，考试时间为75分钟
第Ⅰ卷
一、单项选择题：（每小题只有一个选项符合题意，每小题4分，共44分
1. 磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，比靠摩擦力刹车更稳定。如图为该新型装置的原理图（从后面朝前看），过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正确的是（ ）
A. 磁力刹车利用了电流的磁效应
B. 磁力刹车属于电磁驱动现象
C. 磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能
D. 过山车的质量越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．磁力刹车过程会产生涡流，属于电磁感应现象，并非是电流的磁效应，也不属于电磁驱动现象，选项A、B错误；
C．磁力刹车的过程中，铜片穿过磁铁时产生涡流，在磁场中受到安培力作用，阻碍过山车的运动，故磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能，选项C正确；
D．过山车的速度越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大，和质量无关，选项D错误。
故选C。
2. 如图所示为振荡电路中电容器的极板所带的电荷量随时间变化的曲线，下列判断正确的是（ ）
A. 在b和d时刻，电路中电流最小
B. 在时间内，电场能转变为磁场能
C. a和c时刻，电场能为零
D. 在和时间内，电容器被充电
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．在b、d两时刻，电荷量为零，故电场能为零，故电流最大，磁场能最大，故A错误；
B．在时间内，电荷量减小，电场能转变为磁场能，故B正确；
C．a、c时刻，电荷量最大，此时电场能最大，故C错误；
D．在时间内，电荷量在增加，故电容器被充电，而在时间内，电荷量在减小，电容器在放电，故D错误。
故选B。
3. 研究表明，两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，如图中虚线所示，分子间作用力的合力随分子间距变化的关系如图中实线所示。关于分子间的作用力和分子势能，下列说法正确的是（ ）
A 分子间距增大，斥力减小，引力增大
B. 由图可知，当分子间的距离为时分子间作用力合力为0，所以此时分子的势能为0
C. 当分子间的距离时，减小分子间距离，分子间作用力做负功，分子势能增加
D. 当分子间的距离时，增大分子间距离，分子间作用力做正功，分子势能减少
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．当分子间距增大时，引力和斥力均减小，故A错误；
B．由图可知，当分子间的距离为时分子间作用力合力为0，但此时分子势能为负值，是最小值但不为0，故B错误；
C．当分子间的距离时，分子力表现为斥力，减小分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，故C正确；
D．当分子间的距离时，分子力表现为引力，增大分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，故D错误。
故选C。
4. 5G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G网络．5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前4G及以下网络（通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10G bps（bps为bits per secnd的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50-100倍．关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是
A. 在真空中的传播速度更快
B. 在真空中的波长更长
C. 衍射的本领更强
D. 频率更高，相同时间传递的信息量更大
【答案】D
【解析】
【详解】A、无线电波（电磁波）在真空的传播速度与光速相同，保持不变，其速度与频率没有关系，故A错误；
BC、由公式可知：，频率变大，波长变短，衍射本领变弱，故BC错误；
D、无线电波（电磁波）频率越高，周期越小，相同时间内可承载的信息量越大，故D正确．
5. 如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，、是两个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，时刻断开开关S。、分别表示灯泡和中的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】当S闭合时，L的自感作用会阻碍通过其本身的电流变大，电流从流过，当L的阻碍作用变小时，L中的电流变大，中的电流变小至零；中的电流为电路总电流，电流流过时，电路总电阻较大，电流较小，当中电流为零时，电流流过L与，总电阻变小，电流变大至稳定。当S断开时，马上熄灭，与L组成回路，由于L的自感作用，闪亮后慢慢熄灭，电流反向且减小，BCD错误， A正确，故选A。
6. 如图所示，固定的水平长直细导线中通有方向向右的恒定电流I，一矩形金属线框位于竖直平面内紧靠导线但不接触，若线框从图中实线位置由静止释放，在下落到虚线位置的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 穿过线框内的磁通量变小
B. 线框所受安培力的方向始终竖直向上
C. 线框中感应电流方向先是逆时针后变为顺时针
D. 线框的机械能守恒
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．由图示可知，线框下落过程中，穿过线框的磁通量先减小、然后再增大，故A错误；
B．在整个过程中，线框一直下落，为阻碍线框的下落，由楞次定律可知，线框受到的安培力一直向上，线框所受安培力方向不变，故B正确；
C．由右手定则可知，在导线上方磁感应强度向外，在导线下方，磁感应强度向里，开始磁场方向向外，磁通量减少，由楞次定律可得，感应电流沿逆时针方向，后来原磁场方向向里，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，感应电流方向不变化，故C错误；
D．在线框进入或离开磁场过程中，线框中产生感应电流，机械能转化为电能，线框的机械能减小，故D错误。
故选B。
7. 概率统计的方法是科学研究中的重要方法之一，以下是某一定质量的氧气（可看成理想气体）在0℃和100℃时统计出的速率分布图，由图像分析以下说法正确的（ ）
A. 其中某个分子，100℃时速率一定比0℃时要大
B. 100℃时图线下对应的面积比0℃时要小
C. 如果两种情况气体的压强相同，则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时少
D. 如果两种情况气体的体积相同，则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数与0°C时相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，100℃时的分子速率有时比0℃时要小，故A错误；
B．速率分布曲线的面积的意义，就是将每个单位速率的分子数占总分子数的百分比进行累加，累加的结果都是1，面积相等，故B错误；
C．如果两种情况气体的压强相同，由于100℃时分子的平均动能比较大，所以单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时少，故C正确；
D．如果两种情况气体的体积相同，则气体分子数密度相同，温度高时分子的平均动能大，则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时多，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接定值电阻R。金属杆ab在导轨上以速度v0水平向左匀速运动，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。该磁场区域也以速度v0匀速地向右运动，当金属杆刚进入磁场时，杆中产生的感应电动势的大小为（ ）
A. 0B. Bdv0C. 2Bdv0D. 4Bdv0
【答案】C
【解析】
【详解】金属杆进入磁场时，相对磁场的速度为2v0，则杆中产生的感应电动势为
故选C。
9. 一端开口，另一端封闭的玻璃管内用水银封住一定质量的气体，保持温度不变，将管子以封闭端为圆心，从水平位置逆时针转到开口向上的竖直位置过程中，如图所示，正确描述气体状态变化的图象是（ ）。
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】玻璃管以封闭端为圆心，从水平位置逆时针转到开口向上的竖直位置过程中，理想气体的压强增大，由理想气体等温变化
可知：在温度不变的情况下，压强增大，体积会减小，故理想气体作的是等温压缩。结合图像，ABD选项都是等温膨胀，只有C选项是等温压缩，故ABD错误，C正确。
故选C。
10. 我校学生利用地磁场探究交变电流的规律，矩形线圈在地磁场中匀速转动，转轴在线圈平面内，转轴且是线圈对称轴，转轴沿东西放置，产生的交流电如图，已知地磁场斜向下，则（ ）
A. 0时刻线圈平面在水平面内B. 时刻线圈在水平面内
C. 仅增加转速电流峰值减小D. 仅将转轴南北放置电流峰值减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，0时刻感应电流最大，则感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律可知，此时的磁通量变化率最大，即此时磁通量为0，所以此时线圈处于与磁场方向平行的平面，A错误；
B．由图可知，时刻感应电流为0，则感应电动势为0，由法拉第电磁感应定律可知，此时的磁通量变化率为0，即此时的磁通量最大，所以此时线圈处于与磁场方向垂直的平面，B错误；
C．若仅增加转速，线圈产生的感应电动势的最大值增大，由闭合电路欧姆定律可知，感应电流的最大值也增大，C错误；
D．若仅将转轴南北放置，只有地磁场的竖直分量穿过线圈，即磁通量的最大值减小，所以线圈产生的感应电动势最大值减小，由闭合电路欧姆定律可知，感应电流的最大值减小，D正确。
故选D。
11. 右图是一个测量分子速率分布的装置。圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的某指定温度的银原子蒸气穿过屏上s缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。一段时间后，展开的薄膜上银原子的分布最接近下图中的（ ）
A. B.
C D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据气体分子速率分布规律可知速率很大和速率很小的分子比例较小，而速率中等的分子比例较大。根据圆筒转动的情况可知，速率越大的银原子所到达的位置越靠近M，速率越小的银原子所到达的位置越靠近N，速率中等的银原子所到达的位置分布在Q点附近。所以M和N附近银原子分布较少，Q点附近银原子分布较多。
故选A。
二、实验题（每空3分共15分）
12. 用油膜法估测油酸分子的大小的实验步骤如下：
A.向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入爽身粉
B.将纯油酸加入酒精中，得到的油酸酒精溶液
C.把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为）
D.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积
E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓
F.按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
（1）上述步骤中，正确的顺序是___________（填步骤前的字母）。
（2）如图所示为描出的油酸膜轮廓，油酸膜的面积约为___________。
（3）已知50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为___________m（保留两位有效数字）。
（4）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于___________
A. 油酸未完全散开
B. 将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间
C. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
D. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
（5）用油膜法测出分子直径后，要测出阿伏加德罗常数，只需知道油滴的___________
A. 摩尔质量B. 体积C. 摩尔体积D. 密度
【答案】（1）BDAECF
（2）0.0224 （3）4.5×10-10
（4）AD （5）C
【解析】
【小问1详解】
根据实验思路可知，题中所述步骤中，正确的顺序是BDAECF。
【小问2详解】
数出油酸膜轮廓范围内的小方格共有56格，则油酸膜的面积约为
【小问3详解】
1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为
则油酸分子的直径约为
【小问4详解】
A. 油酸未完全散开，导致S偏小，油酸分子的直径计算结果偏大，故A正确；
B.若油酸酒精溶液长时间敞口放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯油酸体积偏小，则所测的分子直径d明显偏小，故B错误；
C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，根据公式
可知，一滴油酸酒精溶液中的纯油酸体积会偏小，这将导致纯油酸体积的计算值小于实际值，油酸分子的直径计算结果偏小，故C错误；
D．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致S偏小，油酸分子的直径计算结果偏大，故D正确。
故选AD。
小问5详解】
由油分子直径可以求出油分子的体积，只要知道了油的摩尔体积，由摩尔体积和油分子体积之比可以求1摩尔油所含有的油分子数目，即可以求出阿伏加德罗常数。
故选C。
三、解答题（共4题共41分）
13. 今有一质量为M的汽缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，空气柱长为L0(如图甲所示)，若汽缸按如图乙悬挂保持静止时，求气柱长度为多少？(已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变．)
【答案】
【解析】
【详解】对缸内理想气体，平放初态：p1=p0，V1=L0S ，悬挂末态：对缸体，
即
， V2=LS
由玻意耳定律：p1V1= p2V2，得：气柱长度为
14. 如图所示的电路中，电容器的电容C＝1 μF，线圈的自感系数L＝0.1 mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S拨至b，求：（g取10 m/s2，π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触）
（1）至少经过多长时间，油滴的加速度最大？
（2）当油滴加速度为何值时，LC回路中的磁场能最大？
【答案】（1）3.14×10－5 s；（2）10 m/s2
【解析】
【分析】
【详解】（1）当S拨至a时，油滴受力平衡，可知油滴带负电。
当S拨至b时，LC回路中有电流，其振荡周期为
T＝2π＝2×3.14×s＝6.28×10－5 s
当电容器恰好反向充电结束时，油滴所受静电力向下且最大，此时油滴受到的合力最大，加速度最大，至少经过的时间为
t＝＝3.14×10－5 s
（2）LC回路中的磁场能最大时，电流最大，电容器所带电荷量为0，油滴只受重力作用，油滴的加速度为
g＝10 m/s2
15. 如图所示，线圈的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，求：
（1）转动中感应电动势的最大值和有效值；
（2）电路中交流电流表的示数；
（3）线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值。
（4）线圈图示位置穿过线圈磁通量的变化率
【答案】（1）100V，；（2）；（3）；（4）0
【解析】
【详解】（1）由题意交流电的频率
角速度为
电动势的最大值为
感应电动势的有效值
（2）线圈电阻为，外接电阻，根据闭合电路欧姆定律，则交流表的示数为
（3）线圈由图示位置转过的过程中
这段时间内的平均值
（4）图示位置为中性面，从图示位置开始，穿过线圈的磁通量表达式为
图示位置穿过线圈的磁通量最大，其磁通量的变化率为零。
16. 如图所示，间距为的平行金属轨道均固定在竖直平面内，两轨道均由水平光滑直轨道和半径为的四分之一光滑圆弧轨道组成，圆弧轨道的最低点切线水平，水平轨道有一部分处在竖直向上的匀强磁场中，磁场的边界垂直于轨道，磁场边界间距也为，轨道端接有阻值为的定值电阻，磁场右侧轨道上固定有弹性立柱，两立柱连线与轨道垂直，一个质量为的金属棒从轨道的端由静止释放，金属棒穿过磁场后，与金属立柱碰撞无能量损失，此后，金属棒刚好能再次穿过磁场，金属棒和轨道电阻均不计，重力加速度为，求
（1）金属棒到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；
（2）磁感应强度B为多少？
（3）金属棒第一次穿过磁场的过程中，电阻产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题意可知从导体棒释放到达最低点的过程中，根据动能定理有
在圆轨道最低点合力提供向心力有
联立解得
，
根据牛顿第三定律可知金属棒对轨道的压力大小为
（2）由题意可知金属棒穿过磁场后，与金属立柱碰撞无能量损失，且金属棒刚好能再次穿过磁场，即再次穿过磁场时速度恰好为0，设两次穿越磁场的时间为t，流过电荷量为q，此过程中根据
，，
可得
对整个运动过程根据动量定理有
联立得
（3）设金属棒第一次穿出磁场时速度为v1，则根据动量定理有
所以金属棒第一次穿过磁场的过程中，根据能量守恒有
联立两式结合（2）的结果可得：
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